紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，包括多路不同波長的光源，所述多路不同波長的光源經(jīng)過分光板合并成混合光源，并作為紫外曝光機的照明光源；所述多路不同波長的光源在分光板處經(jīng)過反射或者透過方式進(jìn)行混光；所述多路不同波長的光源設(shè)置在光軸的一側(cè)，當(dāng)某路光源以反射方式經(jīng)過分光板時，入射角大于45度，當(dāng)某路光源以透過方式經(jīng)過分光板時，入射角小于45度。本發(fā)明提供的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，通過采用混合光源作為紫外曝光機的照明光源，有效地避免單獨波長光源照明系統(tǒng)所帶來的不足，結(jié)合不同波長光源的優(yōu)點，有效提高紫外曝光的效率。
【專利說明】
紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種曝光機照明系統(tǒng)，尤其涉及一種紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外曝光是光刻機的核心技術(shù)，隨著大規(guī)模集成電路的集成度不斷提高，對光刻機的刻線精度要求也在不斷提高，因此要求紫外曝光的分辨率進(jìn)一步提高。
[0003]傳統(tǒng)紫外曝光機使用的光源多使用405nm波長的激光。激光具有光束穩(wěn)定、光能量高的優(yōu)點，但只有固定波長的缺點限制了其應(yīng)用范圍?，F(xiàn)代光刻技術(shù)中使用的感光膠因為配方和原材料等方面原因的限制，無法確保配制出的感光膠對應(yīng)的最敏感波長穩(wěn)定在405nm，也就造成了曝光時間的延長，降低了曝光機的效率。
[0004]紫外LED(UV-LED)可產(chǎn)生的波長較激光有更多的選擇范圍，常見的有385nm、365nm等。使用紫外LED作為曝光機的照明系統(tǒng)，可供選擇的感光膠范圍可以大大提高，曝光時間也可明顯縮短。但紫外LED光源也有其自身的限制，即發(fā)光效率較低，光能量較低，感光膠固化時間會較長，單獨使用紫外LED作為曝光機光源，也不會顯著提高紫外曝光機的曝光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，能夠針對激光和紫外LED光源各自存在的不足，采用混合光源的方法來降低感光膠的曝光時間，從而提尚曝光機的曝光效率。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，包括多路不同波長的光源，所述多路不同波長的光源經(jīng)過分光板合并成混合光源，并作為紫外曝光機的照明光源。
[0007]上述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其中，所述多路不同波長的光源在分光板處經(jīng)過反射或者透過方式進(jìn)行混光。
[0008]上述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其中，所述多路不同波長的光源設(shè)置在光軸的一側(cè)，每一路光源發(fā)出的所有光線均以反射方式或者透過方式經(jīng)過分光板。
[0009]上述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其中，所述多路不同波長的光源至少包括一路激光光源或一路紫外LED光源。
[0010]上述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其中，所述不同波長的光源共有三路，分別為激光光源、第一紫外LED光源以及第二紫外LED光源，所述第一紫外LED光源在第一分光板處反射，所述第二紫外LED光源在第一分光板處透過并與反射的第一紫外LED光源混合形成第一路混光;所述第一路混光在第二分光板處反射，所述激光光源在第二分光板處透過并與反射的第一路混光混合形成第二路混光并進(jìn)入紫外曝光系統(tǒng)。
[0011]上述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其中，所述第一分光板和第二分光板上設(shè)有鍍膜，所述第一紫外LED光源的波長落入第一分光板上鍍膜透過曲線的反射波段中，所述第二紫外LED光源的波長落入第二分光板上鍍膜透過曲線的透過波段中，所述第一紫外LED光源和第二紫外LED光源的波長落入第二分光板上鍍膜透過曲線的反射波段中，所述激光光源的波長落入第二分光板上鍍膜透過曲線的透過波段中。
[0012]上述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其中，當(dāng)入射角為45度時，所述第一紫外LED光源在第一分光板處反射，所述第二紫外LED光源在第一分光板處透過，且當(dāng)入射角小于45度時，鍍膜曲線向長波方向移動，當(dāng)入射角大于45度時，鍍膜曲線向短波方向移動;所述第二紫外LED光源設(shè)置在光軸的上方，使得第二紫外LED光源發(fā)出的光線到達(dá)第一分光板時，入射角小于45度，所述第一紫外LED光源設(shè)置在光軸的左方，使得第一紫外LED光源發(fā)出的光線到達(dá)第一分光板時，入射角大于45度。
[0013]上述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其中，所述激光光源的波長為405nm，所述第一紫外LED光源的波長為365nm，所述第二紫外LED光源的波長為385nm。
[0014]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明提供的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，通過采用混合光源作為紫外曝光機的照明光源，有效地避免單獨波長光源照明系統(tǒng)所帶來的不足，結(jié)合不同波長光源的優(yōu)點，有效提高紫外曝光的效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的第一分光板的鍍膜特性曲線圖(45°角入射)；
[0017]圖3是本發(fā)明的第二分光板的鍍膜特性曲線圖(45°角入射)；
[0018]圖4是本發(fā)明的第一分光板不同入射角度的鍍膜特性曲線圖；
[0019]圖5是本發(fā)明的第二分光板不同入射角度的鍍膜特性曲線圖；
[0020]圖6是常用的混光光學(xué)系統(tǒng)的光源分布示意圖；
[0021 ]圖7是本發(fā)明的混光光學(xué)系統(tǒng)的光源分布示意圖。
[0022]圖中:
[0023]I紫外曝光系統(tǒng)2激光光源3第一紫外LED光源
[0024]4第二紫外LED光源 5第一分光板6第二分光板
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0026]圖1為本發(fā)明紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]請參見圖1，本發(fā)明提供的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，包括采用了365nm、385nm和405nm三種光源混光的方案。系統(tǒng)共有三個獨立的光源系統(tǒng)，其中365nm紫外LED光源和385nm紫外LED光源通過第一分光板5結(jié)合成第一路混光，這路混光和405nm激光光源通過第二分光板結(jié)合成第二路混光并進(jìn)入紫外曝光系統(tǒng)I。第一分光板5的鍍膜特性曲線如圖2所示，在365nm波長處為反射，在385nm波長處為透過。第二分光板6的鍍膜特性曲線如圖3所示，在365nm和385nm波長處為反射，在405nm波長處為透過。
[0028]如果采用其他波長的光源，可以通過調(diào)整第一分光板5和第二分光板6的鍍膜特性曲線，實現(xiàn)對特定波長反射或透過的調(diào)整，因此本發(fā)明系統(tǒng)并不局限于特定波長的光源混光。同理如果要增加或減少需要混光的光源，只須通過增加或減少不同特性的分光板就可以實現(xiàn)。
[0029]由于本發(fā)明需要依靠分光板將不同波長的光源通過反射或透過方式進(jìn)行混光，因此對于分光板的鍍膜特性有嚴(yán)格的要求。因為有時需要混光的不同光源的波長差異不明顯，要使波長接近的光分別通過分光板進(jìn)行反射或透射，就必須要求鍍膜透過曲線的反射波段和透過波段要比較接近，也即鍍膜透過曲線的上升區(qū)間要窄，上升坡度要陡，如圖2和圖3所示的鍍膜透過曲線可基本達(dá)到特定波長分光的要求。
[0030]圖4和圖5顯示了分光膜層在不同角度下的分光特性的變化，曲線①?⑦的透射率依次增大。以圖4為例，這是365nm和385nm的分光曲線，在45度入射的情況下，該鍍膜很好的實現(xiàn)了365nm反射和385nm透過。但當(dāng)入射角小于45度時，鍍膜曲線向長波方向移動，所以385nm的透過效率將大大下降。當(dāng)入射角大于45度時，鍍膜曲線向短波方向移動，365nm的反射率將大大下降。如圖6所示，在光學(xué)系統(tǒng)混光的配置中必然有大于或小于45度的光線。因此，該光學(xué)系統(tǒng)的混光效果只有略大于一半的光能利用效果，大大的浪費了能量。
[0031]本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)中的光源分布如圖7所示，將385nmLED放在光軸A-A線的上方，保證385nm LED發(fā)出的光線到第一達(dá)分光板5時，角度均小于45度，這樣385nm的透過率均得到了很好的保證。同時將365nm LED放在光軸B-B線的左邊，保證365nmLED發(fā)出的光線到達(dá)第一分光板5時，角度均大于45度，這樣365nm的反射率也得到了很好的保證，從而使得本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的混光效果得到了大大的提升。
[0032]當(dāng)需要更多波長光線需要混光時，同樣可根據(jù)鍍膜特性，將光源安排在光軸的一側(cè)，保證鍍膜特性得到充分的利用。
[0033]綜上所述，本發(fā)明提供的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，通過采用混合光源作為紫外曝光機的照明光源，有效地避免單獨波長光源照明系統(tǒng)所帶來的不足，結(jié)合不同波長光源的優(yōu)點，有效提高紫外曝光的效率。例如采用365nm、385nm和405nm波長的混光系統(tǒng)，既可以通過365nm和385nm的紫外LED光源擴大感光膠的使用范圍，又可以利用405nm激光的高能量特性縮短曝光時間，從而極大地提高紫外曝光機的曝光效率。
[0034]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，包括多路不同波長的光源，所述多路不同波長的光源經(jīng)過分光板合并成混合光源，并作為紫外曝光機的照明光源。2.如權(quán)利要求1所述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，所述多路不同波長的光源在分光板處經(jīng)過反射或者透過方式進(jìn)行混光。3.如權(quán)利要求2所述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，所述多路不同波長的光源設(shè)置在光軸的一側(cè)，每一路光源發(fā)出的所有光線均以反射方式或者透過方式經(jīng)過分光板。4.如權(quán)利要求1所述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，所述多路不同波長的光源至少包括一路激光光源或一路紫外LED光源。5.如權(quán)利要求4所述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，所述不同波長的光源共有三路，分別為激光光源、第一紫外LED光源以及第二紫外LED光源，所述第一紫外LED光源在第一分光板處反射，所述第二紫外LED光源在第一分光板處透過并與反射的第一紫外LED光源混合形成第一路混光;所述第一路混光在第二分光板處反射，所述激光光源在第二分光板處透過并與反射的第一路混光混合形成第二路混光并進(jìn)入紫外曝光系統(tǒng)。6.如權(quán)利要求5所述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分光板和第二分光板上設(shè)有鍍膜，所述第一紫外LED光源的波長落入第一分光板上鍍膜透過曲線的反射波段中，所述第二紫外LED光源的波長落入第二分光板上鍍膜透過曲線的透過波段中，所述第一紫外LED光源和第二紫外LED光源的波長落入第二分光板上鍍膜透過曲線的反射波段中，所述激光光源的波長落入第二分光板上鍍膜透過曲線的透過波段中。7.如權(quán)利要求6所述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)入射角為45度時，所述第一紫外LED光源在第一分光板處反射，所述第二紫外LED光源在第一分光板處透過，且當(dāng)入射角小于45度時，鍍膜曲線向長波方向移動，當(dāng)入射角大于45度時，鍍膜曲線向短波方向移動;所述第二紫外LED光源設(shè)置在光軸的上方，使得第二紫外LED光源發(fā)出的光線到達(dá)第一分光板時，入射角小于45度，所述第一紫外LED光源設(shè)置在光軸的左方，使得第一紫外LED光源發(fā)出的光線到達(dá)第一分光板時，入射角大于45度。8.如權(quán)利要求5?7任一項所述的紫外曝光機光學(xué)混光照明系統(tǒng)，其特征在于，所述激光光源的波長為405nm，所述第一紫外LED光源的波長為365nm，所述第二紫外LED光源的波長為385nm。
【文檔編號】G03F7/20GK106054538SQ201610409067
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】馬穎鏖
【申請人】馬穎鏖